《桥梁结构设计石雪飞弯桥.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁结构设计石雪飞弯桥.pptx（64页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、3.弯桥即使在对称荷载作用下也会产生较大的扭转，通常会使外梁超载，内梁卸载；4.弯桥的支点反力与直线桥相比，有曲线外侧变大，内侧变小的倾向，内侧甚至产生负反力；5.弯桥的中横梁，是保持全桥稳定的重要构件，与直线桥相比，其刚度一般较大；6.弯桥中预应力效应对支反力的分配有较大影响，计算支座反力时必须考虑预应力效应的影响。第1页/共64页二、影响弯桥受力特性的主要因素1.圆心角跨长一定，主梁圆心角的大小就代表了梁的曲率，圆心角越大，曲率半径就越小；第2页/共64页第3页/共64页2.桥梁宽度与曲率半径之比宽桥的活载扭矩大，从而弯矩也大宽桥的恒载也产生扭矩荷载3.弯扭刚度比增大抗扭惯矩可以大大减小扭
2、转变形4.扇性惯矩第4页/共64页第5页/共64页三、弯桥的支承布置形式 1.竖向支承布置简支静定曲梁简支超静定曲梁全抗扭支承连续梁中间点铰支承连续梁抗扭、点铰交替连续梁第6页/共64页独柱“墩梁”固结连续刚构中间偏心点铰支承第7页/共64页第8页/共64页2.水平约束的布置径向变形：温度、收缩切向变形：预应力、徐变第9页/共64页两种布置形式第10页/共64页常年温差变形第11页/共64页上海市南浦大桥浦东引桥连续弯箱梁支承布置第12页/共64页3、伸缩缝的设置弯桥必须保证纵向伸缩缝的自由伸缩，否则相当与平面内的拱桥，会引起侧向位移，甚至侧向失稳。第13页/共64页3、单点支撑弯桥的侧移原因
3、：来回变形路线的不同第14页/共64页第二节 平面弯桥的设计计算 计算方法综述杆系结构力学+横向分布有限元法梁格法板壳单元第15页/共64页一、平面曲梁的变形微分方程 1、六个方向的内外力平衡第16页/共64页第17页/共64页合并后得到第18页/共64页2、内力与变形的关系第19页/共64页3、合并内外力平衡方程和内力位移关系符拉索夫方程第20页/共64页二、结构力学方法求解圆弧形单曲梁 1.简支静定的曲梁内力完全通过内外力平衡关系计算。第21页/共64页2.简支超静定曲梁内力一次超静定结构，以简支静定曲梁为基本结构采用力法求解。第22页/共64页曲梁受力变化规律：1)当圆心角90度时，曲率
4、对弯矩有明显的影响；3)当圆心角=180度时，弯矩和扭矩均趋于无穷大，结构失稳；4)支座反力和剪力与直梁完全相同。第23页/共64页3.简支超静定曲梁的变形变形可以通过虚功原理求解，也可以通过微分方程求解。计算公式很复杂。均布荷载作用下的跨中截面位移集中荷载作用下的跨中截面位移第24页/共64页4.连续曲梁的分析取简支超静定曲梁作为基本结构，用力法求解，力法方程具有三弯矩方程的形式。第25页/共64页三、平面弯桥的荷载横向分布计算 梁格、梁系和比拟正交异性板等三类横向分布理论在弯桥上均有应用。这里介绍刚性横梁法。适用范围：第26页/共64页第27页/共64页第28页/共64页1、两种位移平衡状
5、态纯平移纯转动各主梁分配到的荷载是两种状态的总和第29页/共64页位移与各主梁反力的关系第30页/共64页2、纯平移平衡可求得各主梁分配到的荷载为第31页/共64页由竖向力平衡由D点的力矩平衡 第32页/共64页3、纯转动平衡可求得各主梁分配到的荷载为第33页/共64页由D点的力矩平衡 第34页/共64页4、荷载横向分布计算公式令 ，并随e的变化在不同的主梁上作用，即可求得第I根主梁的横向分布影响线证明与直桥的关系。第35页/共64页5、刚度系数的计算 第36页/共64页四、曲线梁格法分析弯斜桥 折线型与曲线型梁格单元划分足够细时，折线与曲线梁格计算结果基本相同第37页/共64页1单元刚度矩阵
6、建立杆端位移与杆端力的关系第38页/共64页左端发生位移时由单元左右端力平衡第39页/共64页当右端发生位移时，相当于在左端发生位移单元两端的杆端力为 第40页/共64页2单元等效节点荷载列阵第41页/共64页解开左端约束，在单元内部荷载与等效节点荷载作用下，左端的位移可表示为 第42页/共64页单元处于平衡状态时根据单元内力平衡，可得右端节点等效荷载为 第43页/共64页3梁格划分及截面特性计算 第44页/共64页1)梁格的纵、横向构件应与原构件梁肋（或腹板）的中心线相重合，通常沿切向和径向设置；2)每跨至少分成46段，一般应分成8段以上，以保证有足够的精度；3)连续弯梁的中间支承附近因内力
7、变化较剧烈，故一般应加密网格；4)横向和纵向构件的间距必须接近，以使荷载分布较敏感；5)为配合悬臂部分的荷载计算，有时应在悬臂端部设置纵向构件 第45页/共64页4、曲线梁格程序总框图第46页/共64页五、弯桥的预应力索配置 1.曲梁中的预应力初内力及等效荷载初内力与等效荷载的关系第47页/共64页预应力初内力通过几何关系分析可得预应力在三个方的向分力，通过内外力平衡可得预应力初内力 第48页/共64页如果预应力束在横截面上左右对称，预应力初扭矩T等于0 横向弯矩等于0横向剪力等于0第49页/共64页曲梁预应力等效荷载 第50页/共64页2.弯桥预应力索的配置 配置原则除了利用预应力抵抗弯矩外
8、，也利用预应力抵消外荷载产生的扭矩。“线性变换”原理不再适用截面上对称布置的预应力索不产生扭矩 第51页/共64页第52页/共64页第53页/共64页第54页/共64页弯桥设计中常见的预应力配置方法1)确定外荷载引起的弯矩、扭矩和剪力；2)按照抵抗弯矩的要求计算所需预应力钢筋的数量和线形；3)移动抗弯预应力钢筋，尽量抵消外扭矩；4)计算剩余扭矩和剩余剪力，必要时配置专门的抗扭和抗剪预应力筋或普通钢筋；5)全桥预应力效应校核。第55页/共64页3.空间曲线预应力索的摩阻损失计算 摩阻损失计算仍可采用平面曲线预应力束的计算公式张拉端至计算点之间的曲线包角必须用空间包角来计算 第56页/共64页近似
9、计算方法第57页/共64页4.预应力索的侧向防崩 预应力束产生指向曲线内侧的水平荷载 第58页/共64页腹板总体上可以按固端梁计算第59页/共64页局部进行空间计算采取构造措施防崩钢筋纵向预应力束向曲线外侧靠拢第60页/共64页第三节 异形桥梁的构造特点和设计原则变宽度桥、两端支承边斜角不等的直斜桥及弯斜桥、支承边呈折线形的多边形斜桥 第61页/共64页一、设计原则1)在结构布置设计中，尽量使异形结构部分相对独立，使其复杂的受力行为对规则结构影响较小；2)通过计算或试验分析使结构的主梁或主筋布置方向尽量与主弯矩方向一致；3)在支承边应设置与支承线方向平行的横梁或横隔板；4)避免出现支座超载或脱空现象；第62页/共64页二、计算方法形状变异不大的桥梁近似地按照相应的规则桥梁计算；复杂形状的桥梁有限元方法进行数值分析，如再辅以模型试验分析；车列活载内力最大值计算有待于进一步研究。第63页/共64页感谢您的观看。第64页/共64页